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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-06
(45)【発行日】2024-12-16
(54)【発明の名称】連結体、及び回転電機
(51)【国際特許分類】
H02K 1/14 20060101AFI20241209BHJP
H02K 1/18 20060101ALI20241209BHJP
【ＦＩ】
H02K1/14 Z
H02K1/18 C
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021518321
(86)(22)【出願日】2020-04-03
(86)【国際出願番号】 JP2020015419
(87)【国際公開番号】W WO2020226011
(87)【国際公開日】2020-11-12
【審査請求日】2022-10-21
【審判番号】
【審判請求日】2023-10-24
(31)【優先権主張番号】P 2019089192
(32)【優先日】2019-05-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】593016411
【氏名又は名称】住友電工焼結合金株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100147
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116366
【弁理士】
【氏名又は名称】二島 英明
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 達哉
(72)【発明者】
【氏名】上野 友之
(72)【発明者】
【氏名】中村 悠一
【合議体】
【審判長】小宮 慎司
【審判官】松永 稔
【審判官】大橋 達也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－４４９４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３９９６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２８００５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－９２６７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－７１８６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－１６８２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５３－７８５０８（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
H02K1/00-1/34
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転電機のコアの少なくとも一部を構成する第一部材と、前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材が、前記コアであり、
前記第二部材が、前記コアを収納するハウジングであり、
前記第一部材は、軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成されており、
前記第一部材の相対密度が９０％以上であり、
前記タッピングネジは磁性体であり、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備え、
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、所定領域に占める前記隙間の面積が４５％以上６５％以下であり、
前記所定領域は、
前記軸線の方向に隣接する一方の山部の頂点と他方の山部の頂点とを結ぶ第一直線と、
前記タッピングネジの谷底を含み、前記谷底に沿って延びる第二直線と、
前記一方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第三直線と、
前記他方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第四直線とで囲まれる領域であり、
前記下穴の底部と、前記タッピングネジの先端との距離が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である、
連結体。
【請求項2】
回転電機のコアの少なくとも一部を構成する第一部材と、前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材が、前記コアに用いられるティースであり、
前記第二部材が、前記コアに用いられるヨーク、または前記ティースの端部に設けられる鍔部であり、
前記第一部材および前記第二部材がいずれも、軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成されており、
前記第一部材および前記第二部材の相対密度がいずれも９０％以上であり、
前記タッピングネジは磁性体であり、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴が、前記第一部材から前記第二部材にわたって設けられており、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備え、
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、所定領域に占める前記隙間の面積が４５％以上６５％以下であり、
前記所定領域は、
前記軸線の方向に隣接する一方の山部の頂点と他方の山部の頂点とを結ぶ第一直線と、
前記タッピングネジの谷底を含み、前記谷底に沿って延びる第二直線と、
前記一方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第三直線と、
前記他方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第四直線とで囲まれる領域であり、
前記下穴の底部と、前記タッピングネジの先端との距離が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である、
連結体。
【請求項3】
前記軟磁性粉末は、表面に絶縁被膜を有する軟磁性粒子の集合体であり、
前記軟磁性粒子は、純鉄、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、およびＦｅ－Ｎｉ系合金から選択される少なくとも一種である請求項１または請求項２に記載の連結体。
【請求項4】
前記タッピングネジが、Ｂ－０タイプ又はＢ－１タイプである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項5】
前記タッピングネジの先端側の山部の角度が、根元側の山部の角度よりも小さい請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項6】
前記磁性体は、鋼又は磁性ステンレスである請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項7】
前記第一部材における前記下穴に、前記山部が５山以上食い込んでいる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項8】
前記下穴の内周面が、前記下穴の軸線に対して１°以上１０°以下の傾きを有するテーパー形状を備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項9】
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、前記下穴の内周面から前記下穴の軸線に直交する方向に向う前記第一部材の厚み、及び前記第二部材の厚みが２ｍｍ以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項10】
前記螺旋状の隙間に配置される充填材を備える請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項11】
前記タッピングネジの頭部が、皿型、トラス型、又はバインド型である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の連結体。
【請求項12】
ロータとステータとが、前記ロータの回転軸の軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機であって、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の連結体を含む、
回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、連結体、及び回転電機に関する。
本出願は、２０１９年５月９日付の日本国出願の特願２０１９－０８９１９２に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
本出願は、２０１９年５月９日付の日本国出願の特願２０１９－０８９１９２に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【0002】
電動機及び発電機などの回転電機として、特許文献１には、ロータとステータとが、ロータの回転軸に沿った方向に対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機が開示されている。この回転電機に用いられるステータは、バックヨーク及び複数のティースを有する電機子コアと、各ティースに配置されるコイルとを備える。
【0003】
特許文献１のコアは、別々に作製されたティースとヨークとが連結された連結体である。より具体的には、ティースに備わる柱状の凸部と、ヨークに備わる凹部とが嵌め合わされて、コアが作製されている。また、特許文献１では、ヨークが積層鋼板によって構成され、ティースが圧粉成形体である圧粉磁心で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２００７／１１４０７９号
【発明の概要】
【0005】
本開示の連結体は、
軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成される第一部材と、
前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備える。
軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成される第一部材と、
前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備える。
【0006】
本開示の回転電機は、
ロータとステータとが、前記ロータの回転軸の軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機であって、
本開示の連結体を含む。
ここで、本開示の連結体は、以下のいずれかである。
（１）前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、前記第二部材が、前記コアに用いられるヨークである本開示の連結体。
（２）前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、前記第二部材が、前記ティースの端部に設けられる鍔部である本開示の連結体。
（３）前記第一部材が、ティースとヨークとを備え、回転電機に用いられるコアであり、前記第二部材が、前記コアを収納するハウジングである本開示の連結体。
ロータとステータとが、前記ロータの回転軸の軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機であって、
本開示の連結体を含む。
ここで、本開示の連結体は、以下のいずれかである。
（１）前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、前記第二部材が、前記コアに用いられるヨークである本開示の連結体。
（２）前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、前記第二部材が、前記ティースの端部に設けられる鍔部である本開示の連結体。
（３）前記第一部材が、ティースとヨークとを備え、回転電機に用いられるコアであり、前記第二部材が、前記コアを収納するハウジングである本開示の連結体。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
［本開示が解決しようとする課題］
特許文献１の構成では、ティースがヨークの凹部に圧入される、あるいはティースがヨークの凹部に接着剤で固定される。しかし、圧入によるティースの固定、及び接着剤によるティースの固定は煩雑である。従って、より簡便な構成で連結される連結体が求められている。
特許文献１の構成では、ティースがヨークの凹部に圧入される、あるいはティースがヨークの凹部に接着剤で固定される。しかし、圧入によるティースの固定、及び接着剤によるティースの固定は煩雑である。従って、より簡便な構成で連結される連結体が求められている。
【0009】
本開示は、簡便な構成で連結された生産性に優れる連結体を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、上記連結体を備える回転電機を提供することを別の目的の一つとする。
【0010】
［本開示の効果］
本開示の連結体は、生産性に優れる。また、本開示の回転電機は、生産性に優れる。
本開示の連結体は、生産性に優れる。また、本開示の回転電機は、生産性に優れる。
【0011】
［本開示の実施形態の説明］
本発明者らは、圧粉成形体のティースと、ヨークとをネジで固定することを検討した。圧粉成形体は脆いため、通常、圧粉成形体が別の部材に固定されるときにネジが用いられることはない。なぜなら、圧粉成形体にネジ穴を加工する際、及びネジ穴にネジを取り付ける際に圧粉成形体に亀裂などが生じるためである。本発明者らは、検討の結果、上記問題点を解決できる構成を見い出した。具体的には、第一部材と第二部材とをタッピングネジによって連結すると共に、タッピングネジの寸法に対してタッピングネジが取り付けられる下穴の寸法を最適化することで、上記問題点が解決される。
本発明者らは、圧粉成形体のティースと、ヨークとをネジで固定することを検討した。圧粉成形体は脆いため、通常、圧粉成形体が別の部材に固定されるときにネジが用いられることはない。なぜなら、圧粉成形体にネジ穴を加工する際、及びネジ穴にネジを取り付ける際に圧粉成形体に亀裂などが生じるためである。本発明者らは、検討の結果、上記問題点を解決できる構成を見い出した。具体的には、第一部材と第二部材とをタッピングネジによって連結すると共に、タッピングネジの寸法に対してタッピングネジが取り付けられる下穴の寸法を最適化することで、上記問題点が解決される。
【0012】
以下、本開示の実施態様を列記して説明する。
【0013】
＜１＞実施形態に係る連結体は、
軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成される第一部材と、
前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備える。
軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成される第一部材と、
前記第一部材とは別体の第二部材と、
前記第二部材を貫通して前記第一部材に至り、前記第一部材と前記第二部材とを連結するタッピングネジと、を備え、
前記第一部材と前記第二部材のうち、少なくとも前記第一部材は、前記タッピングネジの山部が食い込む下穴を備え、
前記下穴の内径が、前記タッピングネジの山の径の８３％以上９５％以下で、かつ前記タッピングネジの谷の径よりも大きく、
前記タッピングネジの外周面と前記下穴の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間を備える。
【0014】
上記連結体は、第一部材と第二部材とをタッピングネジ（ｔａｐｐｉｎｇ ｓｃｒｅｗ）によって固定するだけで作製される。圧入による固定および接着剤による固定に比べて、タッピングネジによる固定は容易である。従って、上記連結体は生産性に優れる。
【0015】
上記連結体では、タッピングネジが取り付けられる下穴の内径が、タッピングネジの山の径の８３％以上で、タッピングネジの谷の径よりも大きい。下穴の内径がタッピングネジの山の径の８３％以上であれば、タッピングネジの山部によって下穴に過剰な応力が作用することが抑制される。また、下穴の内径がタッピングネジの谷の径よりも大きければ、タッピングネジの軸部によって下穴が径方向の外方に押し広げられることが無い。従って、実施形態に係る連結体には、亀裂などの不具合が生じ難い。また、下穴の内径がタッピングネジの山の径の９５％以下であれば、タッピングネジが緩み難く、第一部材と第二部材とをしっかりと固定できる。
【0016】
＜２＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第二部材が、軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成され、
前記下穴が、前記第一部材から前記第二部材にわたって設けられている形態が挙げられる。
前記第二部材が、軟磁性粉末の圧粉成形体によって構成され、
前記下穴が、前記第一部材から前記第二部材にわたって設けられている形態が挙げられる。
【0017】
上記構成では、第一部材と第二部材が共に、軟磁性粉末の圧粉成形体である。このような構成においても、下穴の内径が、タッピングネジの寸法に応じて最適に選択されていることで、第一部材と第二部材とに亀裂などが生じ難い。
【0018】
＜３＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、所定領域に占める前記隙間の面積が４５％以上６５％以下であり、
前記所定領域は、
前記軸線の方向に隣接する一方の山部の頂点と他方の山部の頂点とを結ぶ第一直線と、
前記タッピングネジの谷底を含み、前記谷底に沿って延びる第二直線と、
前記一方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第三直線と、
前記他方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第四直線とで囲まれる領域である形態が挙げられる。
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、所定領域に占める前記隙間の面積が４５％以上６５％以下であり、
前記所定領域は、
前記軸線の方向に隣接する一方の山部の頂点と他方の山部の頂点とを結ぶ第一直線と、
前記タッピングネジの谷底を含み、前記谷底に沿って延びる第二直線と、
前記一方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第三直線と、
前記他方の山部の頂点から前記軸線に直交する方向に延びる第四直線とで囲まれる領域である形態が挙げられる。
【0019】
上記所定領域に占める上記隙間の面積が４５％以上６５％以下であれば、下穴に対するタッピングネジの食い込み量が適切であると言える。従って、上記所定領域に占める上記隙間の面積が４５％以上６５％以下である連結体は、タッピングネジによる第一部材と第二部材との固定が強固な連結体であると言える。また、圧粉成形体に亀裂などが生じ難い連結体であるとも言える。
【0020】
＜４＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジが、Ｂ－０タイプ又はＢ－１タイプである形態が挙げられる。
前記タッピングネジが、Ｂ－０タイプ又はＢ－１タイプである形態が挙げられる。
【0021】
Ｂ－０タイプのタッピングネジは、主として樹脂材を固定することに利用される。また、Ｂ－１タイプのタッピングネジは、樹脂材を固定することに利用されるタッピングネジであって、その先端に切り刃となる溝が形成されたタッピングネジである。これらのタッピングネジは、圧粉成形体の固定に好適である。
【0022】
＜５＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジの先端側の山部の角度が、根元側の山部の角度よりも小さい形態が挙げられる。
前記タッピングネジの先端側の山部の角度が、根元側の山部の角度よりも小さい形態が挙げられる。
【0023】
山部の角度、即ちネジ山の角度とは、タッピングネジをその軸方向に切断したとき、山部の頂点を挟む二つの面のなす角である。つまり、山部の角度が小さいということは、山部の厚みが薄く、山部が鋭利といえる。このようなタッピングネジは、下穴にねじ込み易い。
【0024】
＜６＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジが非磁性体である形態が挙げられる。
前記タッピングネジが非磁性体である形態が挙げられる。
【0025】
連結体が回転電機のコアに利用される場合、タッピングネジが非磁性体であれば、タッピングネジによるコアロスが低減される。
【0026】
＜７＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記非磁性体は、樹脂、チタン合金、黄銅、アルミニウム合金、マグネシウム合金、又は非磁性ステンレスである形態が挙げられる。
前記非磁性体は、樹脂、チタン合金、黄銅、アルミニウム合金、マグネシウム合金、又は非磁性ステンレスである形態が挙げられる。
【0027】
上述される材料は、タッピングネジに求められる強度を備える。
【0028】
＜８＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジが磁性体である形態が挙げられる。
前記タッピングネジが磁性体である形態が挙げられる。
【0029】
連結体が回転電機のコアに利用される場合、タッピングネジが磁性体であれば、タッピングネジによる回転電機のトルクの低下が抑制される。
【0030】
＜９＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記磁性体は、鋼又は磁性ステンレスである形態が挙げられる。
前記磁性体は、鋼又は磁性ステンレスである形態が挙げられる。
【0031】
上述される材料は、タッピングネジに求められる強度を備える。
【0032】
＜１０＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第一部材における前記下穴に、前記山部が５山以上食い込んでいる形態が挙げられる。
前記第一部材における前記下穴に、前記山部が５山以上食い込んでいる形態が挙げられる。
【0033】
本明細書において、１山の山部とは１ピッチ分の山部を意味する。下穴に対して５山以上の山部が食い込んでいることで、第一部材と第二部材との固定が強固になる。
【0034】
＜１１＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記下穴の底部と、前記タッピングネジの先端との距離が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である形態が挙げられる。
前記下穴の底部と、前記タッピングネジの先端との距離が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である形態が挙げられる。
【0035】
上記距離が０．５ｍｍ以上であれば、タッピングネジの先端が下穴の底部を押圧することが無い。従って、タッピングネジの先端による第一部材の損傷が抑制される。また、上記距離が５ｍｍ以下であれば、第一部材の実体部分が十分に確保される。従って、第一部材の磁気特性の低下が抑制される。
【0036】
＜１２＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記下穴の内周面が、前記下穴の軸線に対して１°以上１０°以下の傾きを有するテーパー形状を備える形態が挙げられる。
前記下穴の内周面が、前記下穴の軸線に対して１°以上１０°以下の傾きを有するテーパー形状を備える形態が挙げられる。
【0037】
所定のテーパー形状を有する下穴は、成形によって設けられ得る。例えば、下穴を設けるための中子を備える金型を用いて圧粉成形体を作製することが挙げられる。この場合、下穴がテーパー形状を有していれば、圧粉成形体から中子が抜け易くなる。成形によって圧粉成形体に下穴を作製する場合、圧粉成形体に機械加工を施す必要が無くなる。従って、圧粉成形体に亀裂などが生じ難い。
【0038】
＜１３＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、前記下穴の内周面から前記軸線に直交する方向に向う前記第一部材の厚み、及び前記第二部材の厚みが２ｍｍ以上である形態が挙げられる。
前記タッピングネジの軸線を含む平面で切断した断面において、前記下穴の内周面から前記軸線に直交する方向に向う前記第一部材の厚み、及び前記第二部材の厚みが２ｍｍ以上である形態が挙げられる。
【0039】
上記構成では、下穴の径方向外方における第一部材と第二部材の肉厚が十分に確保される。従って、タッピングネジによって第一部材と第二部材とが固定される際、第一部材と第二部材に亀裂などが生じ難い。
【0040】
＜１４＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記螺旋状の隙間に配置される充填材を備える形態が挙げられる。
前記螺旋状の隙間に配置される充填材を備える形態が挙げられる。
【0041】
充填材は、タッピングネジによる固定の前に下穴に充填されていることが好ましい。下穴に充填材が配置されることで、下穴に対してタッピングネジが取り付けられる際に、圧粉成形体に亀裂などが生じ難くなる。タッピングネジと下穴との摩擦が減少するからである。また、下穴の内周面とタッピングネジの外周面との隙間に充填材が充填されることで、圧粉成形体の強度が向上する。
【0042】
＜１５＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記タッピングネジの頭部が、皿型、トラス型、又はバインド型である形態が挙げられる。
前記タッピングネジの頭部が、皿型、トラス型、又はバインド型である形態が挙げられる。
【0043】
上記形状の頭部を有するタッピングネジは、第一部材と第二部材との連結に好適である。
【0044】
＜１６＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第一部材の相対密度が９０％以上であり、
前記第二部材が軟磁性粉末の圧粉成形体であり、前記第二部材の相対密度も９０％以上である形態が挙げられる。
前記第一部材の相対密度が９０％以上であり、
前記第二部材が軟磁性粉末の圧粉成形体であり、前記第二部材の相対密度も９０％以上である形態が挙げられる。
【0045】
第一部材及び第二部材の相対密度は、後述する実施形態に示されるように、画像解析などによって求められる。
【0046】
相対密度が９０％以上の圧粉成形体は磁気特性に優れる。また、相対密度が９０％以上の圧粉成形体は強度に優れる。従って、タッピングネジによる第一部材と第二部材との固定時に、圧粉成形体に割れ、又は欠けなどが生じ難い。
【0047】
＜１７＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、
前記第二部材が、前記コアに用いられるヨークである形態が挙げられる。
前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、
前記第二部材が、前記コアに用いられるヨークである形態が挙げられる。
【0048】
上記構成では、ヨークに対するティースの固定が容易である。
【0049】
＜１８＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、
前記第二部材が、前記ティースの端部に設けられる鍔部である形態が挙げられる。
前記第一部材が、回転電機のコアに用いられるティースであり、
前記第二部材が、前記ティースの端部に設けられる鍔部である形態が挙げられる。
【0050】
上記構成では、ティースに対する鍔部の固定が容易である。
【0051】
＜１９＞実施形態に係る連結体の一形態として、
前記第一部材が、ティースとヨークとを備え、回転電機に用いられるコアであり、
前記第二部材が、前記コアを収納するハウジングである形態が挙げられる。
前記第一部材が、ティースとヨークとを備え、回転電機に用いられるコアであり、
前記第二部材が、前記コアを収納するハウジングである形態が挙げられる。
【0052】
上記構成では、ハウジングに対するコアの固定が容易である。
【0053】
＜２０＞実施形態に係る回転電機は、
ロータとステータとが、前記ロータの回転軸の軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機であって、
上記＜１７＞から＜１９＞のいずれかの連結体を含む。
ロータとステータとが、前記ロータの回転軸の軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機であって、
上記＜１７＞から＜１９＞のいずれかの連結体を含む。
【0054】
上記回転電機は生産性に優れる。回転電機を構成する一部の部品が、生産性に優れる本開示の連結体であるからである。
【0055】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る連結体、及び連結体を用いた回転電機の具体例を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示の実施形態に係る連結体、及び連結体を用いた回転電機の具体例を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0056】
＜実施形態１＞
実施形態１では、本開示の連結体１として、図１に示される回転電機１００に備わるコア３０が説明される。
実施形態１では、本開示の連結体１として、図１に示される回転電機１００に備わるコア３０が説明される。
【0057】
≪回転電機≫
回転電機１００は、発電機でも良いし、モータなどの電動機でも良い。回転電機１００は、ハウジング９内に配置されるロータ２とステータ３とを備える。本例の回転電機１００は、ロータ２とステータ３とが、ロータ２の回転軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機１００である。
回転電機１００は、発電機でも良いし、モータなどの電動機でも良い。回転電機１００は、ハウジング９内に配置されるロータ２とステータ３とを備える。本例の回転電機１００は、ロータ２とステータ３とが、ロータ２の回転軸方向に並ぶアキシャルギャップ型の回転電機１００である。
【0058】
・ロータ
ロータ２は、平板状の複数の磁石２２と、これら磁石２２を支持する円環形状の保持板２１とを備える。保持板２１は、シャフト２０に固定され、シャフト２０と共に回転する。磁石２２は保持板２１に埋め込まれている。磁石２２は、シャフト２０の周方向に間隔をあけて配置されている。また、磁石２２は、ロータ２の回転軸方向、即ちシャフト２０の軸方向に着磁されている。シャフト２０の周方向に隣り合う磁石２２の磁化方向は互いに逆になっている。
ロータ２は、平板状の複数の磁石２２と、これら磁石２２を支持する円環形状の保持板２１とを備える。保持板２１は、シャフト２０に固定され、シャフト２０と共に回転する。磁石２２は保持板２１に埋め込まれている。磁石２２は、シャフト２０の周方向に間隔をあけて配置されている。また、磁石２２は、ロータ２の回転軸方向、即ちシャフト２０の軸方向に着磁されている。シャフト２０の周方向に隣り合う磁石２２の磁化方向は互いに逆になっている。
【0059】
・ステータ
ステータ３は、コア３０と、コア３０のティース４に配置されるコイル３１とを備える。本例の回転電機１００は、二つのステータ３を備える。一方のステータ３のティース４の端面と、他方のステータ３のティース４の端面とが対向されている。両ステータ３，３は、シャフト２０の軸方向にロータ２に対向して配置され、ハウジング９に固定されている。そのため、ロータ２は、二つのステータ３，３に挟まれる。ステータ３とシャフト２０との間には軸受３３が配置されており、ステータ３は回転しない。本例のステータ３に備わるコア３０は、本開示の連結体１である。
ステータ３は、コア３０と、コア３０のティース４に配置されるコイル３１とを備える。本例の回転電機１００は、二つのステータ３を備える。一方のステータ３のティース４の端面と、他方のステータ３のティース４の端面とが対向されている。両ステータ３，３は、シャフト２０の軸方向にロータ２に対向して配置され、ハウジング９に固定されている。そのため、ロータ２は、二つのステータ３，３に挟まれる。ステータ３とシャフト２０との間には軸受３３が配置されており、ステータ３は回転しない。本例のステータ３に備わるコア３０は、本開示の連結体１である。
【0060】
≪コア≫
図１から図３に示されるように、本例の連結体１であるコア３０は、ティース４とヨーク５とを備える。本例のコア３０は、６個のティース４を備える（図２）。ティース４の数は特に限定されない。回転電機１００が３相交流で使用される場合、ティース４の数は３ｎ個とする。ｎは自然数である。本例では、ティース４が第一部材１１（図４）であり、ヨーク５が第二部材１２（図４）である。ティース４とヨーク５とは別個に作製される。
図１から図３に示されるように、本例の連結体１であるコア３０は、ティース４とヨーク５とを備える。本例のコア３０は、６個のティース４を備える（図２）。ティース４の数は特に限定されない。回転電機１００が３相交流で使用される場合、ティース４の数は３ｎ個とする。ｎは自然数である。本例では、ティース４が第一部材１１（図４）であり、ヨーク５が第二部材１２（図４）である。ティース４とヨーク５とは別個に作製される。
【0061】
・ティース
本例のティース４は、概略台形柱状の部材である。ティース４の形状は特に限定されない。例えば、ティース４は概略三角柱状であっても構わない。その他、ティース４の形状は、円柱状や四角柱状などでも良い。ティース４におけるヨーク５と反対側の端部に鍔部が設けられていても良い。鍔部は、ティース４の突出方向に直交する方向に張り出す部材であって、ティース４に一体に設けられる。
本例のティース４は、概略台形柱状の部材である。ティース４の形状は特に限定されない。例えば、ティース４は概略三角柱状であっても構わない。その他、ティース４の形状は、円柱状や四角柱状などでも良い。ティース４におけるヨーク５と反対側の端部に鍔部が設けられていても良い。鍔部は、ティース４の突出方向に直交する方向に張り出す部材であって、ティース４に一体に設けられる。
【0062】
ティース４は、軟磁性粉末が圧縮成形されてなる圧粉成形体である。軟磁性粉末は、軟磁性粒子の集合体である。軟磁性粉末としては、例えば、純度９９質量％以上の純鉄、及び、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金などの鉄基合金から選択される少なくとも一種の粉末が挙げられる。Ｆｅは鉄、Ｓｉはシリコン、Ａｌはアルミニウム、Ｎｉはニッケルである。Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金としてはセンダスト、Ｆｅ－Ｓｉ系合金としてはケイ素鋼、Ｆｅ－Ｎｉ系合金としてはパーマロイが挙げられる。軟磁性粒子は、その表面に絶縁被覆を有することが好ましい。軟磁性粒子の表面に絶縁被覆が形成されていることで、軟磁性粒子同士の電気的絶縁を確保できる。そのため、渦電流損に起因するティース４の鉄損が低減される。絶縁被覆としては、例えば、リン酸塩被覆やシリカ被覆などが挙げられる。
【0063】
軟磁性粒子の平均粒径は、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。軟磁性粒子の平均粒径が１０μｍ以上であれば、圧粉成形体の保磁力およびヒステリシス損の増加が抑制される。軟磁性粒子の平均粒径が３００μｍ以下であれば、高周波域において発生する圧粉成形体の渦電流損が低減される。より好ましい軟磁性粒子の平均粒径は、４０μｍ以上２６０μｍ以下である。ここで、平均粒径とは、粒径のヒストグラム中、粒径の小さい粒子からの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径をいう。
【0064】
圧粉成形体の相対密度は９０％以上であることが好ましい。圧粉成形体が高密度化することで、圧粉成形体の磁気特性が向上する。圧粉成形体の相対密度は、好ましくは９３％以上、より好ましくは９４％以上、さらに好ましくは９５％以上である。上記相対密度は、圧粉成形体の実際の密度を真密度で除した値である。実際の密度は、アルキメデス法によって圧粉成形体の体積を測定し、圧粉成形体の質量を測定した体積で除することで求める。真密度は、ピクノメータなどの測定装置を用いることで得られる。
【0065】
・ヨーク
ヨーク５は円環形状の部材である。本例のヨーク５は一つの部材で構成されている。ヨーク５は複数の分割片を組み合わせて構成されていても良い。例えば、扇状の分割片が繋ぎ合わされることで、円環形状のヨーク５が作製されていても良い。
ヨーク５は円環形状の部材である。本例のヨーク５は一つの部材で構成されている。ヨーク５は複数の分割片を組み合わせて構成されていても良い。例えば、扇状の分割片が繋ぎ合わされることで、円環形状のヨーク５が作製されていても良い。
【0066】
ヨーク５は、ティース４と同様に圧粉成形体によって構成されている。ヨーク５を構成する圧粉成形体の組成は、ティース４を構成する圧粉成形体の組成と同じでも良いし、異なっていても良い。また、ヨーク５の相対密度も、ティース４の相対密度と同じでも良いし、異なっていても良い。但し、ヨーク５の相対密度は、９０％以上であることが好ましい。
【0067】
・ティースとヨークとの連結構造
コア３０を構成するティース４とヨーク５とは、タッピングネジ６によって固定される。タッピングネジ６は、ヨーク５におけるティース４とは反対側の面からティース４に向って取り付けられている。コア３０、ティース４、及びヨーク５はそれぞれ、連結体１、第一部材１１、及び第二部材１２である。
コア３０を構成するティース４とヨーク５とは、タッピングネジ６によって固定される。タッピングネジ６は、ヨーク５におけるティース４とは反対側の面からティース４に向って取り付けられている。コア３０、ティース４、及びヨーク５はそれぞれ、連結体１、第一部材１１、及び第二部材１２である。
【0068】
図４，５に示されるように、本例の連結体１には、第二部材１２を貫通して第一部材１１に至る下穴７が設けられている。つまり、下穴７は、第一部材１１から第二部材１２にわたって設けられている。下穴７は、第二部材１２に設けられる貫通穴と、第一部材１１に設けられる止まり穴とで構成される。貫通穴と止まり穴は同軸になっている。また、貫通穴の内径は止まり穴の内径と同一、もしくは止まり穴の内径よりも大きい。この下穴７は、第一部材１１と第二部材１２に予め設けられる。この下穴７の内周面にタッピングネジ６の山部６５（図５）が食い込んでいる。
【0069】
下穴７には、５山以上の山部６５が食い込んでいることが好ましい。具体的には、下穴７のうち、第一部材１１に対応する部分に、５山以上の山部６５が食い込んでいることが好ましい。下穴７に対して５山以上の山部６５が食い込んでいることで、第一部材１１と第二部材１２との固定が強固になる。
【0070】
図５に示されるように、下穴７の内径ｈは、タッピングネジ６の山の径ｄの８３％以上９５％以下で、かつタッピングネジ６の谷の径ｄ１よりも大きい。山の径ｄは、タッピングネジ６における山部６５の頂点６５ｔに対応する部分の径である。谷の径ｄ１は、谷部６６の底部である谷底に対応する部分の径である。下穴７の内径ｈがタッピングネジ６の山の径ｄの８３％以上であれば、タッピングネジ６の山部６５によって下穴７に過剰な応力が作用することが抑制される。下穴７の内径ｈがタッピングネジ６の山の径ｄの９５％以下であれば、山部６５が十分に下穴７に食い込む。また、下穴７の内径ｈがタッピングネジ６の谷の径ｄ１よりも大きければ、タッピングネジ６の軸部６０によって下穴７が径方向の外方に押し広げられることが無い。従って、圧粉成形体によって構成される第一部材１１及び第二部材１２には、亀裂などの不具合が生じ難い。
【0071】
下穴７の内径ｈの好ましい値は、タッピングネジ６の山の径ｄの８４％以上９４％以下である。下穴７の内径ｈの更に好ましい値は、タッピングネジ６の山の径ｄの８５％以上９３％以下である。
【0072】
タッピングネジ６の谷部６６は、下穴７に接触しない（図６の実物の写真も合わせて参照）。従って、本例の連結体１には、タッピングネジ６の外周面と、下穴７の内周面とで囲まれる螺旋状の隙間８が形成される。タッピングネジ６の外周面とは、具体的には山部６５の外周面、及び谷部６６の外周面である。
【0073】
図５に示されるタッピングネジ６の軸線を含む平面で切断した断面において、所定領域８０に占める隙間８の面積は４５％以上６５％以下であることが好ましい。所定領域８０は、上記断面における第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２と第三直線Ｌ３と第四直線Ｌ４とで囲まれる領域である。第一直線Ｌ１は、軸線の方向に隣接する一方の山部６５の頂点６５ｔと、他方の山部６５の頂点６５ｔとを結ぶ直線である。第二直線Ｌ２は、タッピングネジ６の谷部６６の底部である谷底を含み、上記谷底に沿って延びる直線である。第三直線Ｌ３は、一方の山部６５の頂点６５ｔから上記軸線に直交する方向に延びる直線である。第四直線Ｌ４は、他方の山部６５の頂点６５ｔから上記軸線に直交する方向に延びる直線である。
【0074】
所定領域８０に占める隙間８の面積が４５％以上６５％であれば、下穴７に対するタッピングネジ６の食い込み量が適切であると言える。従って、所定領域８０に占める隙間８の面積が４５％以上６５％である連結体１は、タッピングネジ６による第一部材１１と第二部材１２との固定が強固な連結体１であると言える。また、圧粉成形体によって構成される第一部材１１及び第二部材１２に亀裂などが生じ難い連結体１であるとも言える。より好ましい面積割合は、４７％以上６３％以下である。更に好ましい面積割合は、４９％以上６１％以下である。
【0075】
図４に示されるように、下穴７の底部７ｂと、タッピングネジ６の先端６ｐとの間には隙間が形成されていることが好ましい。下穴７の底部７ｂと、タッピングネジ６の先端６ｐとの距離は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。上記距離が０．５ｍｍ以上であれば、タッピングネジ６の先端６ｐが下穴７の底部７ｂを押圧することが無い。従って、タッピングネジ６の先端による第一部材１１の損傷が抑制される。また、上記距離が５ｍｍ以下であれば、第一部材１１の実体部分が十分に確保される。従って、第一部材１１の磁気特性の低下が抑制される。当該距離は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0076】
本例のタッピングネジ６は、Ｂ－０タイプのタッピングネジ６である。Ｂ－０タイプのタッピングネジ６は、主として樹脂材を固定することに利用される。また、タッピングネジ６を下穴７にねじ込み易くするために、タッピングネジ６の先端側の山部の角度を、根元側の山部の角度よりも小さくしても良い。
【0077】
タッピングネジ６は、山部６５を有する軸部６０と、軸部６０の一端に設けられる頭部６１とを備える。本例の頭部６１は、なべ型（ｐａｎ ｈｅａｄ）であるが、特に限定されない。例えば、頭部６１は、皿型（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ ｈｅａｄ）でも良いし、トラス型（ｔｒｕｓｓ ｈｅａｄ）でも良いし、バインド型（ｂｉｎｄｉｎｇ ｈｅａｄ）でも良い。また、本例のタッピングネジ６は更に、頭部６１に一体化したワッシャ部６２を備える。ワッシャ部６２は無くても良い。
【0078】
タッピングネジ６のピッチＰは、呼び径の２５％以上４３％以下であることが好ましい。ピッチＰは、軸方向に隣接する二つの山部６５の間隔である。ピッチＰが呼び径の２５％以上であれば、下穴７に過剰な応力が作用し難い。また、上記ピッチＰが呼び径の４３％以下であれば、タッピングネジ６の山部６５がしっかりと下穴７に食い込む。従って、タッピングネジ６による第一部材１１と第二部材１２との固定が強固になる。より好ましいピッチＰは呼び径の２８％以上４０％以下である。
【0079】
タッピングネジ６は、非磁性体であっても良いし、磁性体であっても良い。非磁性体としては、例えば、樹脂、チタン合金、黄銅、アルミニウム合金、マグネシウム合金、又は非磁性ステンレスなどが挙げられる。樹脂としては、ナイロン（登録商標）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）などが挙げられる。これらの非磁性体は、強度に優れるため、タッピングネジ６の材料として好適である。タッピングネジ６が非磁性体であれば、タッピングネジ６における渦電流の生成が抑制される。従って、コア３０におけるエネルギー損失であるコアロスが低減される。特にステンレスは耐食性に優れるため、腐食に伴うタッピングネジ６の弛みを抑制できる。
【0080】
タッピングネジ６を構成する磁性体としては、例えば鋼、又は強磁性ステンレスなどが挙げられる。これらの磁性体は、強度に優れるため、タッピングネジ６の材料として好適である。タッピングネジ６が磁性体であれば、タッピングネジ６がコア３０の一部として機能する。従って、タッピングネジ６を使用したことによる回転電機１００（図１）のトルクの低下が抑制される。特にステンレスは耐食性に優れるため、腐食に伴うタッピングネジ６の弛みを抑制できる。
【0081】
第一部材１１及び第二部材１２に設けられる下穴７の内周面は、その軸線に対して１°以上１０°以下の傾きを有するテーパー形状を備えることが好ましい。下穴７がテーパ形状を有する場合、下穴７におけるタッピングネジ６の山部６５が接触する箇所のうち、下穴７の内径ｈが最も小さい箇所において、下穴７の内径ｈが本開示の規定を満たす必要がある。所定のテーパー形状を有する下穴７は、成形によって設けられ得る。例えば、下穴７を設けるための中子を備える金型を用いて第一部材１１及び第二部材１２を作製することが挙げられる。この場合、下穴７がテーパー形状を有していれば、第一部材１１及び第二部材１２から中子が抜け易くなる。成形によって第一部材１１及び第二部材１２に下穴７を作製する場合、第一部材１１及び第二部材１２に機械加工を施す必要が無くなる。従って、第一部材１１及び第二部材１２に亀裂などが生じ難い。
【0082】
図４に示されるタッピングネジ６の軸線を含む平面で切断した断面において、下穴７の内周面から上記軸線に直交する方向に向う第一部材１１の厚み、及び第二部材１２の厚みは２ｍｍ以上であることが好ましい。軸線に直交する方向は、図４では紙面左右方向である。このような構成では、下穴７の径方向外方における第一部材１１と第二部材１２の肉厚が十分に確保される。従って、タッピングネジ６によって第一部材１１と第二部材１２とが固定される際、第一部材１１と第二部材１２に亀裂などが生じ難い。
【0083】
図５に示されるように、隙間８に充填材８ｒが配置されていても良い。充填材８ｒは、タッピングネジ６による固定の前に下穴７に充填されていることが好ましい。下穴７に充填材８ｒが配置されることで、下穴７に対してタッピングネジ６が取り付けられる際に、第一部材１１及び第二部材１２に亀裂などが生じ難くなる。タッピングネジ６と下穴７との摩擦が減少するからである。また、隙間８に充填材８ｒが充填されることで、第一部材１１及び第二部材１２の強度が向上する。充填材８ｒとしては、例えばエポキシ系接着剤などが挙げられる。
【0084】
≪本実施形態の効果≫
上記実施形態では、コア３０が連結体１、ティース４が第一部材１１、ヨーク５が第二部材１２である。上記実施形態のコア３０は、ティース４とヨーク５とをタッピングネジ６によって固定するだけで作製される。圧入による固定および接着剤による固定に比べて、タッピングネジ６による固定は容易である。従って、実施形態１のコア３０は生産性に優れる。
上記実施形態では、コア３０が連結体１、ティース４が第一部材１１、ヨーク５が第二部材１２である。上記実施形態のコア３０は、ティース４とヨーク５とをタッピングネジ６によって固定するだけで作製される。圧入による固定および接着剤による固定に比べて、タッピングネジ６による固定は容易である。従って、実施形態１のコア３０は生産性に優れる。
【0085】
上記実施形態のコア３０を備えるステータ３（図１）は生産性に優れる。ステータ３に備わるコア３０の生産性が高いからである。
【0086】
上記実施形態のステータ３を備える回転電機１００は生産性に優れる。回転電機１００に備わるステータ３の生産性が高いからである。
【0087】
＜実施形態２＞
実施形態２では、図７に基づいて、タッピングネジ６によってコア３０がハウジング９に固定される回転電機１００が説明される。
実施形態２では、図７に基づいて、タッピングネジ６によってコア３０がハウジング９に固定される回転電機１００が説明される。
【0088】
実施形態２のコア３０は、ティース４とヨーク５とが一体になった圧粉成形体である。つまり本例では、コア３０が第一部材１１である。このコア３０は、タッピングネジ６によってハウジング９に固定される。つまり本例では、ハウジング９が第二部材１２である。ハウジング９の材質としては、アルミニウム合金などの非磁性体が挙げられる。
【0089】
下穴７の内径が実施形態１と同様であれば、圧粉成形体のコア３０に亀裂及び割れが生じることなく、コア３０がハウジング９に固定される。この本例の構成では、回転電機１００の作製が容易になる。作業者が、ハウジング９にコア３０をネジ止めするだけで、ハウジング９に対してコア３０が固定されるからである。
【0090】
＜実施形態３＞
実施形態３では、図８に基づいて、ティース４の端部に鍔部４５が設けられた回転電機１００が説明される。
実施形態３では、図８に基づいて、ティース４の端部に鍔部４５が設けられた回転電機１００が説明される。
【0091】
本例のティース４におけるヨーク５と反対側の端部には、ティース４の突出方向に直交する方向に張り出す鍔部４５が設けられている。鍔部４５は、ティース４に配置されるコイル３１がティース４から外れることを抑制する。また、鍔部４５は、アキシャルギャップ型の回転電機１００の性能を向上させる。
【0092】
本例では、ティース４とヨーク５との一体物が圧粉成形体の第一部材１１である。一方、鍔部４５は、ティース４とは別体の第二部材１２である。鍔部４５は、圧粉成形体でも良いし、積層鋼板でも良い。
【0093】
下穴７の内径が実施形態１と同様であれば、鍔部４５が圧粉成形体であっても、鍔部４５に亀裂及び割れが生じることが無い。この本例の構成では、鍔部４５の形成が容易になる。作業者がティース４の端部に鍔部４５をネジ止めするだけで、ティース４に鍔部４５が固定されるからである。従って、回転電機１００の生産性が向上する。また、本例の構成によれば、接着剤による固定を用いた従来の構成に比べて、ティース４と鍔部４５との間のギャップを小さくでき、モータ性能の低下を抑制できる。
【0094】
≪変形例３－１≫
実施形態３の変形例として、実施形態３の構成に実施形態１の構成が適用された形態が挙げられる。つまり、ティース４とヨーク５と鍔部４５とが別々に作製され、ティース４とヨーク５とがネジ止めされると共に、ティース４と鍔部４５とがネジ止めされる形態が挙げられる。ティース４とヨーク５との連結においては、ティース４が第一部材１１、ヨーク５が第二部材１２である。また、ティース４と鍔部４５との連結においては、ティース４が第一部材１１、鍔部４５が第二部材１２である。
実施形態３の変形例として、実施形態３の構成に実施形態１の構成が適用された形態が挙げられる。つまり、ティース４とヨーク５と鍔部４５とが別々に作製され、ティース４とヨーク５とがネジ止めされると共に、ティース４と鍔部４５とがネジ止めされる形態が挙げられる。ティース４とヨーク５との連結においては、ティース４が第一部材１１、ヨーク５が第二部材１２である。また、ティース４と鍔部４５との連結においては、ティース４が第一部材１１、鍔部４５が第二部材１２である。
【0095】
≪変形例３－２≫
実施形態３の変形例として、実施形態３の構成に実施形態２の構成が適用された形態が挙げられる。つまり、コア３０のティース４と鍔部４５とがネジ止めされると共に、コア３０とハウジング９とがネジ止めされる。ティース４と鍔部４５との連結においては、コア３０が第一部材１１、鍔部４５が第二部材１２である。また、コア３０とハウジング９との連結においては、コア３０が第一部材１１、ハウジング９が第二部材１２である。
実施形態３の変形例として、実施形態３の構成に実施形態２の構成が適用された形態が挙げられる。つまり、コア３０のティース４と鍔部４５とがネジ止めされると共に、コア３０とハウジング９とがネジ止めされる。ティース４と鍔部４５との連結においては、コア３０が第一部材１１、鍔部４５が第二部材１２である。また、コア３０とハウジング９との連結においては、コア３０が第一部材１１、ハウジング９が第二部材１２である。
【0096】
＜実施形態４＞
実施形態１から実施形態３において使用されるタッピングネジ６は、図９に示されるＢ－１タイプのタッピングネジ６でも良い。Ｂ－１タイプのタッピングネジ６は、その先端に溝６９を備える。Ｂ－１タイプのタッピングネジ６では、溝６９の縁部が切れ刃の役割を果たす。
実施形態１から実施形態３において使用されるタッピングネジ６は、図９に示されるＢ－１タイプのタッピングネジ６でも良い。Ｂ－１タイプのタッピングネジ６は、その先端に溝６９を備える。Ｂ－１タイプのタッピングネジ６では、溝６９の縁部が切れ刃の役割を果たす。
【0097】
＜試験例＞
試験例では、以下に示される試料Ｎｏ．１からＮｏ．５のコアを作製した。そして、各コアにおける作製時の亀裂の有無を調べた。また、試料Ｎｏ．１からＮｏ．５のコアを用いた回転電機におけるコアロスを調べた。
試験例では、以下に示される試料Ｎｏ．１からＮｏ．５のコアを作製した。そして、各コアにおける作製時の亀裂の有無を調べた。また、試料Ｎｏ．１からＮｏ．５のコアを用いた回転電機におけるコアロスを調べた。
【0098】
≪試料の情報≫
・試料Ｎｏ．１
試料Ｎｏ．１のコアは、別個に作製されたティースとヨークとを接着剤で固定することで得られたコアである。ティースとヨークの相対密度は共に９５％であった。
・試料Ｎｏ．１
試料Ｎｏ．１のコアは、別個に作製されたティースとヨークとを接着剤で固定することで得られたコアである。ティースとヨークの相対密度は共に９５％であった。
【0099】
・試料Ｎｏ．２
試料Ｎｏ．２のコアは、ティースとヨークとをタッピングネジで固定することで得られたコアである。タッピングネジは、日東精工株式会社製のエンプラタイト（商品名）である。ティースとヨークの寸法及び相対密度は、実施形態１と同様である。タッピングネジはＢ－０タイプ、山の径は３ｍｍ、谷の径は２．３ｍｍであった。一方、下穴の内径は、２．４ｍｍであった。下穴７の内径は、タッピングネジを取り付ける前の径である。下穴の内径／タッピングネジの山の径は０．８である。即ち、下穴の内径は、タッピングネジの山の径の８０％であった。タッピングネジは、電動ネジ回しで取り付けた。タッピングネジの回転数は３００ｒｐｍ、タッピングネジを回す力は４９Ｎ・ｍであった。
試料Ｎｏ．２のコアは、ティースとヨークとをタッピングネジで固定することで得られたコアである。タッピングネジは、日東精工株式会社製のエンプラタイト（商品名）である。ティースとヨークの寸法及び相対密度は、実施形態１と同様である。タッピングネジはＢ－０タイプ、山の径は３ｍｍ、谷の径は２．３ｍｍであった。一方、下穴の内径は、２．４ｍｍであった。下穴７の内径は、タッピングネジを取り付ける前の径である。下穴の内径／タッピングネジの山の径は０．８である。即ち、下穴の内径は、タッピングネジの山の径の８０％であった。タッピングネジは、電動ネジ回しで取り付けた。タッピングネジの回転数は３００ｒｐｍ、タッピングネジを回す力は４９Ｎ・ｍであった。
【0100】
・試料Ｎｏ．３
試料Ｎｏ．３のコアは、下穴の内径が２．５ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．３における下穴の内径は、タッピングネジの山の径の８３％であった。
試料Ｎｏ．３のコアは、下穴の内径が２．５ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．３における下穴の内径は、タッピングネジの山の径の８３％であった。
【0101】
・試料Ｎｏ．４
試料Ｎｏ．４のコアは、下穴の内径が２．８ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．４における下穴の内径は、タッピングネジ６の山の径の９３％であった。
試料Ｎｏ．４のコアは、下穴の内径が２．８ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．４における下穴の内径は、タッピングネジ６の山の径の９３％であった。
【0102】
試料Ｎｏ．５
試料Ｎｏ．５のコアは、下穴の内径が２．９ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．５における下穴の内径は、タッピングネジ６の山の径の９７％であった。
試料Ｎｏ．５のコアは、下穴の内径が２．９ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．５における下穴の内径は、タッピングネジ６の山の径の９７％であった。
【0103】
・試料Ｎｏ．６
試料Ｎｏ．６のコアは、タッピングネジ６の山の径が４ｍｍ、谷の径が３．０ｍｍで、下穴の内径が３．６ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．５における下穴の内径は、タッピングネジの山の径の９０％であった。
試料Ｎｏ．６のコアは、タッピングネジ６の山の径が４ｍｍ、谷の径が３．０ｍｍで、下穴の内径が３．６ｍｍである以外は、試料Ｎｏ．２のコアと同じである。この試料Ｎｏ．５における下穴の内径は、タッピングネジの山の径の９０％であった。
【0104】
≪試験結果≫
各試料における亀裂の有無と、コアロス（Ｗ／ｋｇ）を調べた。亀裂の有無は目視にて行った。また、コアロスの測定条件は１．０Ｔ／１ｋＨｚであった。各試料の結果は下記表１に示される。表１では、『下穴の内径／タッピングネジの山の径』は、『下穴径／山の径』と示されている。表１における『亀裂の有無』は、ヨーク又はティースのいずれかにヘアライン状の亀裂が生じていたか否かを示している。
各試料における亀裂の有無と、コアロス（Ｗ／ｋｇ）を調べた。亀裂の有無は目視にて行った。また、コアロスの測定条件は１．０Ｔ／１ｋＨｚであった。各試料の結果は下記表１に示される。表１では、『下穴の内径／タッピングネジの山の径』は、『下穴径／山の径』と示されている。表１における『亀裂の有無』は、ヨーク又はティースのいずれかにヘアライン状の亀裂が生じていたか否かを示している。
【0105】
各試料について、始動トルク（Ｎ・ｍ）、破断トルク（Ｎ・ｍ）、適正締付トルク範囲（Ｎ・ｍ）、緩み率（％）、及びネジ抜出力（ｋＮ）を測定した。始動トルクは、下穴にネジ山が形成され始めるトルクである。破断トルクは、タッピングネジの雄ネジ、又は下穴に形成される雌ネジの少なくとも一方が破断するトルクである。始動トルクと破断トルクは、市販のトルク測定器によって測定されたものである。タッピングネジのサイズが大きくなるほど、始動トルクと破断トルクは大きくなる。
【0106】
適正締付トルク範囲は、１．５×（始動トルク）から０．６５×（破断トルク）までのトルク幅である。この範囲が広いほど、タッピングネジを締め付け易く、タッピングネジを対象に固定し易い。
【0107】
緩み率は、タッピングネジを１Ｎ・ｍの力で締め付けた後、タッピングネジを逆回転させて緩めるために要するトルクをＴとしたとき、（Ｔ／１）×１００で表される。緩み率が５０％以上であれば、タッピングネジが下穴に食い込んでいると判断できる。
【0108】
ネジ抜出力は、コアとは別に用意した測定用試料を用いて調べた。測定用試料は、コアと同じ材質で同じ相対密度を有する圧粉成形体である。また、測定用試料には下穴として貫通穴が形成されている。この測定用試料の下穴にタッピングネジを締め付けた後、タッピングネジの軸部の先端、即ち頭部と反対側の端部を押してタッピングネジを下穴から押し出すために要する最大荷重がネジ抜出力である。ネジ抜出力が大きいほど、タッピングネジが下穴から抜け難い。
【0109】
【表1】
【0110】
表１に示されるように、試料Ｎｏ．１のコアロスは２５Ｗ／ｋｇであった。また、ティースとヨークとを接着剤で連結した試料Ｎｏ．１にはそもそも亀裂が生じない。
【0111】
下穴の内径がタッピングネジの山の径の８３％未満である試料Ｎｏ．２のコアにおいては、ティースとヨークに亀裂が生じていた。一方、下穴の内径がタッピングネジの山の径の８３％以上である試料Ｎｏ．３から試料Ｎｏ．６のコアにおいては、ティースとヨークに亀裂が生じていなかった。従って、圧粉成形体で構成されるティースとヨークとをタッピングネジで固定するには、下穴の内径がタッピングネジの山の径の８３％以上である必要があることが分かった。
【0112】
試料Ｎｏ．２のコアロスは、試料Ｎｏ．３及びＮｏ．６のコアロスよりも大きかった。試料Ｎｏ．２のコアロスが大きかったのは、コアに亀裂が生じているからであると推察される。
【0113】
下穴の内径がタッピングネジの山の径の９５％超である試料Ｎｏ．５のコアでは、タッピングネジの適正締付トルク範囲が狭く、タッピングネジが締め付け難かった。また、試料Ｎｏ．５のコアでは、ネジ抜出力が小さく、タッピングネジが下穴から抜け易かった。一方、下穴の内径がタッピングネジの山の径の９５％以下である試料Ｎｏ．３，４，６のコアでは、タッピングネジの適正締付トルク範囲が広く、タッピングネジが締め付け易かった。また、試料Ｎｏ．３，４，６のコアでは、ネジ抜出力が大きく、タッピングネジが下穴から抜け難かった。
【符号の説明】
【0114】
１００ 回転電機
１ 連結体
１１ 第一部材、１２ 第二部材
２ ロータ
２０ シャフト、２１ 保持板、２２ 磁石
３ ステータ
３０ コア、３１ コイル、３３ 軸受
４ ティース
５ ヨーク
６ タッピングネジ
６０ 軸部、６１ 頭部、６２ ワッシャ部、６５ 山部、６５ｔ 頂点
６６ 谷部、６９ 溝
７ 下穴
８ 隙間
８ｒ 充填材
８０ 所定領域
Ｌ１ 第一直線、Ｌ２ 第二直線、Ｌ３ 第三直線、Ｌ４ 第四直線
９ ハウジング
１ 連結体
１１ 第一部材、１２ 第二部材
２ ロータ
２０ シャフト、２１ 保持板、２２ 磁石
３ ステータ
３０ コア、３１ コイル、３３ 軸受
４ ティース
５ ヨーク
６ タッピングネジ
６０ 軸部、６１ 頭部、６２ ワッシャ部、６５ 山部、６５ｔ 頂点
６６ 谷部、６９ 溝
７ 下穴
８ 隙間
８ｒ 充填材
８０ 所定領域
Ｌ１ 第一直線、Ｌ２ 第二直線、Ｌ３ 第三直線、Ｌ４ 第四直線
９ ハウジング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】